水中二氧化氯濃度分光光度法測定

　　二氧化氯是最好的水體消毒劑之一，研究快速、準確地測定水中二氧化氯的含量十分重要。目前，國內外有關(guān)二氧化氯含量的測定方法種類(lèi)較多，如碘量法、電流滴定法、紫外分光光度法、色譜法等，但以碘量法為主。筆者認為，現行國標中的碘量法過(guò)于繁瑣，分析時(shí)間較長(cháng)，方法本身反應條件不嚴格，導致重復性差，并且測定范圍有限，尤其不適宜于生活用水中低濃度二氧化氯的測定。因此，尋求更為直接簡(jiǎn)單低濃度二氧化氯的測定方法顯得尤為重要。J. T. Monscvitz等〔1〕報道，二氧化氯在360 nm處有一吸收峰，但氯的其他化合物在360 nm處的吸光度很低，可以利用紫外分光光度計直接測定二氧化氯的含量。為此，本研究采用直接分光光度法測定生活飲用水中的二氧化氯，并對該方法的干擾因素、波長(cháng)的選擇、測定范圍及精確度等進(jìn)行了研究，以期使直接分光光度法能更好地應用于生活飲用水中二氧化氯濃度的測定。

　　1 實(shí)驗部分

　　1.1 試劑和儀器

　　二氧化氯標準溶液： 將過(guò)氧化氫還原氯酸鈉反應產(chǎn)生的二氧化氯經(jīng)亞氯酸鈉溶液純化后用蒸餾水吸收，用五步碘量法測定其濃度后，配制成50 mg/L的二氧化氯標準溶液，置冰箱儲存備用，使用時(shí)再校正其濃度。

　　儀器：HACH DR/4000U型紫外可見(jiàn)分光光度計，美國HACH公司 。

　　1.2 分析方法

　　1.2.1 最大吸收波長(cháng)的選擇

　　取質(zhì)量濃度約為50 mg/L的二氧化氯溶液，以蒸餾水為參比溶液，在300~500 nm波長(cháng)范圍內全掃描，以確定最大吸收波長(cháng)。

　　1.2.2 標準工作曲線(xiàn)的繪制

　　測定范圍為0.1~10.0 mg/L。準確吸取50 mg/L的二氧化氯標準溶液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL分別置于50 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度(二氧化氯質(zhì)量濃度分別為0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mg/L)，于360 nm處測定其吸光度，繪制標準工作曲線(xiàn)。

　　1.2.3 低濃度二氧化氯樣品測定

　　準確吸取50 mg/L的二氧化氯標準溶液0.5、0.8、3.0、6.0 mL分別置于50 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度(二氧化氯質(zhì)量濃度分別為0.5、0.8、 3.0、6.0 mg/L) 。每個(gè)樣品于360 nm處測定吸光度3次，并利用標準工作曲線(xiàn)求出二氧化氯濃度。

　　1.2.4 中高濃度二氧化氯樣品測定

　　過(guò)氧化氫還原氯酸鈉反應產(chǎn)生的二氧化氯經(jīng)亞氯酸鈉溶液純化后用蒸餾水吸收，用碘量法測定其濃度后按一定比例稀釋成不同濃度的水樣，分別用五步碘量法和直接分光光度法測定其濃度。

　　1.2.5 干擾物的測定

　　二氧化氯溶液中常出現的干擾物有次氯酸鹽、亞氯酸鹽以及氯酸鹽，對其分別進(jìn)行200～500 nm波長(cháng)范圍全掃描，考察其對分光光度法測定二氧化氯的干擾情況。

　　1.2.6 最佳波長(cháng)的選擇

　　根據前人的相關(guān)研究成果，分別對不同濃度的二氧化氯進(jìn)行300～450 nm范圍內的全掃描，并記錄430、420、405、360 nm波長(cháng)處的吸光度，進(jìn)一步確定方法的最佳波長(cháng)。

　　2 結果與分析

　　2.1 最大吸收波長(cháng)的確定

　　質(zhì)量濃度約為50 mg/L的二氧化氯溶液在300～500 nm處的吸收光譜如圖 1所示。

 圖 1 二氧化氯在300～500 nm處的吸收光譜

　　結果表明，二氧化氯在360 nm處有最大吸光度，這一結果在很多研究中已被證實(shí)〔1〕。選取360 nm作為測定波長(cháng)。

　　2.2 標準曲線(xiàn)的建立

　　圖 2為0.1~10.0 mg/L的二氧化氯在360 nm處的吸光度(A)-濃度(C)曲線(xiàn)。

 圖 2 二氧化氯標準工作曲線(xiàn)

　　2.3 不同濃度二氧化氯樣品的測定結果

　　2.3.1 低濃度二氧化氯樣品測定結果

　　表 1為低濃度二氧化氯樣品分光光度法的測定結果。

　　由表 1可以看出，不同二氧化氯濃度下的回收率都在90%以上，其中當二氧化氯質(zhì)量濃度>1.0 mg/L時(shí)，回收率在98.7%～101.7%;幾個(gè)樣品測量結果的精密度也都在1.65%以下，準確度較高。實(shí)驗結果表明，對于低濃度的二氧化氯可用此方法測定。

　　2.3.2 中高濃度二氧化氯樣品測定結果

　　表 2為中高濃度二氧化氯樣品五步碘量法和直接分光光度法的測量結果比較。

　　從表 2可以看出，當二氧化氯質(zhì)量濃度在15.76～247.3 mg/L范圍內時(shí)，采用分光光度法測定的回收率在89.8%～91.1%之間。與低濃度二氧化氯樣品相比，回收率有所下降，原因可能是由于二氧化氯不穩定，當其濃度高時(shí)，在測定過(guò)程中易逸出或見(jiàn)光分解。

　　通過(guò)表 1和表 2可以看出，當二氧化氯質(zhì)量濃度為0.1～10 mg/L時(shí)，更宜使用直接分光光度法進(jìn)行測定。而自來(lái)水廠(chǎng)處理工藝中二氧化氯質(zhì)量濃度一般在2 mg/L〔2〕以下，也就是說(shuō)采用直接分光光度法測定二氧化氯在水廠(chǎng)是可行的。

　　2.4 干擾物的影響

　　分別對次氯酸鹽、亞氯酸鹽以及氯酸鹽進(jìn)行200～500 nm波長(cháng)范圍內全掃描，結果表明，ClO-、ClO2-與ClO3-的特征吸收峰分別在290 nm左右、270 nm左右以及小于200 nm處，表明在360 nm波長(cháng)下測定水中二氧化氯，ClO-、ClO2-、ClO3-不會(huì )存在干擾。

　　2.5 最佳波長(cháng)的選擇

　　施來(lái)順等〔3〕采用紫外分光光度法測定消毒劑中的二氧化氯時(shí)發(fā)現，二氧化氯在360 nm處有特征吸收峰，可作為定性依據;在430 nm處作定量分析，可同時(shí)消除ClO3-、ClO2-、ClO-的干擾。而賀啟環(huán)等〔4〕在研究分光光度法測定二氧化氯的波長(cháng)選擇時(shí)，考慮到ClO2-在360 nm處可能存在干擾，而二氧化氯在405 nm處的吸光度要高出430 nm 1倍以上，因此相對于430 nm，選擇405 nm作為測定波長(cháng)更為合理。對此，分別對不同濃度的二氧化氯進(jìn)行了300～ 450 nm波長(cháng)范圍全掃描，并記錄了430、420、405、360 nm波長(cháng)處的吸光度，結果如表 3所示。相應的不同波長(cháng)下二氧化氯濃度與吸光度關(guān)系曲線(xiàn)如圖 3所示。

 圖 3 不同波長(cháng)下二氧化氯濃度與吸光度關(guān)系曲線(xiàn)

　　實(shí)驗結果表明，相同濃度的二氧化氯樣品在 360 nm波長(cháng)下的吸光度大于其他幾個(gè)波長(cháng)下的吸光度，并且該波長(cháng)下的濃度-吸光度曲線(xiàn)呈良好的線(xiàn)性關(guān)系。因此，采用360 nm作為吸收波長(cháng)，實(shí)驗結果更為穩定，也保證了實(shí)驗的準確性。對于高濃度二氧化氯的測定，上述幾個(gè)波長(cháng)都可以作為定量測定的依據。但是本研究針對的是生活飲用水中低濃度的二氧化氯的測定，所以采用波長(cháng)360 nm更為理想。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3 結論

　　(1)二氧化氯在360 nm處有最大吸收峰，可以作為定量測定的依據。通過(guò)對不同濃度二氧化氯樣品在360、405、420、430 nm處吸光度比較，得出在低濃度(二氧化氯質(zhì)量濃度<5 mg/L)條件下，選取360 nm作為吸收波長(cháng)測定結果更準確。

　　(2)采用分光光度法測定二氧化氯，水中的氯酸鹽、亞氯酸鹽、次氯酸鹽對測定結果的干擾影響較小。

　　(3)采用分光光度法測定水中低濃度的二氧化氯，回收率在91.4%以上，精密度在1.65%以下;對于中高濃度的二氧化氯，回收率在89.8%～91.1%之間。自來(lái)水廠(chǎng)處理工藝中二氧化氯質(zhì)量濃度一般在2 mg/L以下，也就是說(shuō)直接分光光度法測定水廠(chǎng)二氧化氯是可行的。